解说词：昆安下穿框构桥

5/5“B型便梁小交角托换时速6０km/ｈ既有铁路施工大跨框构桥关键技术研究”解说词第一部分项目概况昆（明）安(宁)高速公路地处云南中部，是国家重点建设项目“五纵七横”国道主干线之一，也是云南省公路网骨架的重要组成部分。昆安高速公路在K27+４00与既有成昆铁路以21°小角度斜交，设计采用单箱双室框构桥下穿通过。因虑及昆瑞公路及地方道路和成昆铁路复线建设的需要，框构桥总长达到29０．60m,直接影响既有铁路范围１21。14ｍ。框构桥穿越地层为既有铁路路基及其下卧中风化岩层，框构桥顶与铁路轨底距离仅1。1~3。４m。框构桥共分２１段，节段长10.0～16．5m,标准跨径2×１６.1m，净空９。5m，侧墙及底板厚１．5m，中墙和顶板成昆铁路为我国西南地区重要的铁路主干线，行车密度高达68次／天,交通繁忙，施工中不能中断行车，且必须保证在60km/h的速度下安全行驶。本框构桥由铁道部第二勘察设计研究院设计,云南铁路工程监理有限责任公司监理，中铁四局集团负责科研攻关和全程施工控制。项目总投资１.２亿元,实际施工工期从2006年２第二部分关键技术难点根据框构桥结构特点和项目施工环境，经技术咨询和科技查新,该项目有以下主要技术难点:1、框构桥在保证60km/h以上行车速度下以２1°小角度斜向下穿成昆铁路，超出常规，给设计和施工带来空前的难度,国内尚无先例２、首次采用B型便梁长距离托换既有铁路路基，架空铁路轨道长答１50ｍ，措施新颖，规模宏大,为国内首创。3、为使Ｂ型便梁支撑系统不影响框构桥节段的整体性,需在不中断行车的条件下对B型便梁进行体系转换和支点转换，工况复杂,Ｂ型便梁动态特性分析及其线形和稳定性控制困难，在架空铁路轨道类似施工中，尚属国内首例。４、框构桥深大基坑稳定控制和长节段大跨径框构桥混凝土温差及收缩裂纹控制是施工技术控制的难点.第三部分科研攻关针对下穿铁路框构桥复杂的结构特点、恶劣的施工环境、罕见的施工难度和巨大的安全风险,中铁四局集团第二工程有限公司成立科研小组进行了系列技术攻关和全程施工控制.１、B型便梁长距离托换既有铁路路基技术研究由于框构桥与既有成昆铁路以21°小角度斜交,为减小列车冲击荷载对框构桥顶板的影响,框构桥顶板钢筋配置密集，且施工中在确保列车行车安全的前提下不得破坏框构桥结构的整体性。经技术经济比较，采用B型便梁托换铁路路基,架空轨道，明挖基坑，分节段现浇混凝土框构的技术措施。本项目采用专用战备物资B型便梁和I55型钢组合梁托换铁路路基，架空轨道线路。便梁跨径布置为（13。3＋5—２4＋1３.３)ｍ,托换路基总长149为使轨道架空系统(B型便梁)的支撑系统不影响框构节段的整体性，施工中对架空系统进行体系转换和支点转换，即第一次按（1３。３＋5－24＋13。3）ｍ简支状态架空轨道线路,待便梁临时支墩之间的框构节段施工完毕后，将5-24mB型便梁利用高强度螺栓连接成连续梁，并将原临时支墩上的支点转换到已浇框构节段顶板上新设置的混凝土支墩上，另通过在框构内相应位置处设置4φ500mm钢管支墩，将墩顶荷载传递至地基，即第二次将便梁转换为九孔不等跨（16.75ｍ+1５.１９m+9．23m+1５.１９m+9.2３m+1５.１9m+９．23ｍ便梁支撑系统采用1.5×2.0m钢筋混凝土挖孔桩形成。桩身侵入铁路时，采用Ｐ５0钢轨组成3-5-5—３轨束梁加固轨道,以减小列车动载对挖孔桩坑壁的扰动；另对桩底进行注浆加固,在每组支墩之间设置型钢横系梁，提高了临时支墩的承载能力和稳定性能,保证了列车运行安全和人员施工安全。为减小因道床阻力引起的轨道变形,并使轨道架空系统处于良好的受力状态，轨道架空前将架空区段无缝线路开口解锁,换为普通线路,并对架空区段两端的线路进行锁定。在后续各施工工况下,对架空线路的轨距、线形等进行严格的控制，确保轨道各项数据控制在《铁路轨道工程施工质量验收标准》（TB1０413－2003）的允许范围内，从而保证列车运行的安全.2、多孔跨Ｂ型便梁工作的动态特性分析及监测因首次进行５孔２4m的B型梁采用先简支、后连续，同时转换架空支点的施工方案，为保证列车运行安全和验证检算数据的准确性，分别在简支梁工况和连续梁工况及支墩在基坑开挖、加固前后等情况对主梁的竖向挠度、横向振幅以及动应力和支墩的位移、沉降等进行实时监测。经监测,各项数据均满足《铁路桥梁抢修技术规程》的要求,对行车安全和以后B型梁的使用提供了依据。3、大跨框构桥施工技术控制框构桥紧邻３20国道,其上部是成昆铁路，周围民房密集，基坑深度深,并且在爆破开挖过程中对基坑内的Ｂ型梁支墩、基坑侧壁的支护桩不能够进行扰动等多条件制约的情况下，使用４００ms的网络起爆雷管结合台阶法深孔松动爆破和预裂爆破，保证了列车、车辆及附近构筑物和人员的安全。同时针对框构节段长、高等特点,通过热工计算，采取了选定合理配合比、优化施工工艺、对结构进行了加强核对混凝土保温等措施,解决了长大体积混凝土温差和收缩等原因而产生裂纹.第四部分研究成果“Ｂ型梁小交角长距离托换既有铁路路基施工大跨度框构桥”成套技术于2００6年2月应用于小河边下穿成昆铁路框构桥。在架空轨道150米施工下穿框构桥的情况下，保证了列车以６０公里每小时的速度安全通过，取得了良好的社会经济效益。1、采用轨束梁加固轨道,施工轨道下挖孔桩技术的成功应用,积累了在列车通行下施工轨道下部挖孔桩等构筑物的施工工艺，为框构桥基坑开挖爆破赢得了时间,并采取了针对性的加固、加强的技术措施，确保了桩基及以后作为支墩使用的质量,保证了列车运行安全。2、采用5×２4mＢ型梁和由Ｉ55工字钢组成的2×13．3m配跨梁联合架空轨道，通过Ｂ型便梁在简支和连续的两种状态使用，在保证列车安全通行情况下成功地解决了基坑开挖、框构混凝土浇筑,尤其解决了梁体支撑墩与框构桥整体性的矛盾，为以后轨道临时架空及下部工程施工提供了可借鉴的工艺及技术。3、通过非常规环境下的爆破技术控制和长节段大跨径的框构混凝土温度和收缩控制,以及轨道架空系统的监测、量测等一系列技术措施，使下穿工程安全、优质的得以完成。历时27８天,小河边下穿成昆铁路框构桥